巴基斯坦9H燃机电厂无油空压机结构及高温运行改进措施
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摘 要：在巴基斯坦旁遮普省新建的9H大型联合循环机组电厂，建成后在夏季运行时经常出现空压机高温报警甚至跳机的情况，严重威胁电厂的安全稳定运行。通过分析排除机组本身设计问题，原因主要是因为当地夏季环境温度高，空压机房暖通设计不合理，冷却水实际运行时与计算值有差距，隔音罩设计不合理。对此提出改进措施降低空压机房温度，改进空压机闭式冷却水管路，增加冷却水入口滤网，改进隔音罩设计等对策。通过改造显著提高了电厂的安全稳定性。
关键词：空压机;高温运行;改进措施
Abstract： In the newly built 9H large-scale combined cycle power plant in Punjab Province， Pakistan， the high temperature alarm or even machine jump of the air compressor often occurs in summer operation， which is a serious threat to the safe and stable operation of the power plant. Through the analysis and elimination of the design problems of the unit itself， the main reason is that the local ambient temperature is high in summer， the HVAC design of air compressor room is unreasonable， there is a gap between the actual operation of cooling water and the calculated value， and the design of sound insulation cover is unreasonable. In view of these situations， some improvement measures are put forward， such as reducing the temperature of air compressor room， improving the closed cooling water pipe of air compressor， increasing the filter net of cooling water inlet， improving the design of sound insulation cover， and so on. Through the transformation， the safety and stability of the power plant has been significantly improved.
1 空壓机结构及控制策略分析
此联合循环电厂采用的是某合资品牌的2台无油空压机，采用两级压缩，两级水冷，6.6千伏感应电机驱动的螺杆式空压机。主要部件有进气过滤器、一级压缩单元，二级压缩单元，齿轮箱，润滑系统，级间冷却器，后冷却器，油泵，一级排气消音器，二级排气消音器，油冷却器等部件。空气通过空压机罩壳侧面开口进入，经过吸音材料的通道进入空滤器，再通过进气控制阀进入一级压缩单元，螺杆将空气压缩到1.5-2.8bar之间后，空气排入文丘利管，使压缩空气压力波动得到缓冲[1]。空气进入二级压缩之前由级冷却器冷却降低压缩空气温度。该系统里还装有一个安全减压阀，以防止级间压力过高。紧接在级间冷却器后面就装有冷凝水分离器，以分离现场任何湿度和温度条件下可能产生的冷凝水。水分离器和第二级压缩之间采用膨胀节连接，用膨胀节是用来消除运行时震动的传递。第二级压缩总成继续将空气压缩到额定的10bar压力值。然后压力波动继续在文丘利管里缓冲。采用薄片式止逆阀来防止空气回流到空压机里。后冷却器则将空气冷却到适当温度，同时由排气水分离器去除大量的冷凝水。卸载运行时，进气阀借助机械联杆被关闭。而放气阀则打开，将压缩空气排出机组（详见1）。
1.1 压缩空气中冷凝水排放
凝结水水分离器直接安装在中间冷却器的后部（详见图2），凝器水是通过电磁阀排出机器，为了防止水中的杂质进入电磁阀门，其上游装有过滤器加以保护。电磁阀可以根据现场的温度，湿度和实际冷凝水量，把排放持续时间设定在5-30秒之间，如果发放结束时，气体中还有水雾应该适当延长时间，直到有干燥气体喷出时，说明彻底把冷凝水排净。另外两次排放的间隔时间可以设置在1到3分钟左右。每天应该通过短时打开手动旁通阀，来检查电磁阀的运行状况。如自动停机时间较长，应该保质手动阀门常开。
1.2 润滑系统
油泵是由压缩机电机从动轴驱动的。来自机油泵的润滑油通过减压阀后进入机油冷却器[2]。减压阀的作用是防止油泵的出口压力过高，同时还可以调节油压，使部分油流回到与齿轮箱一体的油池。油温控制阀是调节系统油温的重要设备，该阀装在油冷却器的出口侧，该阀的两条通路的开度随温度进行变化，将冷却器出口的冷油与冷却器旁路的热油进行混合，以提供轴承和齿轮所需的最佳油温、正常工作温度（54℃-68℃）。随后润滑油通过机油滤清器过滤杂质，随后进入分油器。分配器的节流孔调节机油压力（2.5-3.8bar）。齿轮箱上部配有油雾分离器，可以使在风机建立真空时防止混在空气中的油雾液滴被排出，通过分离并汇流到油底壳中[2]。
1.3 冷却系统（水冷）
在一级压缩总成和二级压缩总成后面分别设置一级压缩空气水冷却器和二级压缩空气水冷却器，在油泵后设置油冷却器，根据冷却器的特点，高压换热介质分配在管中，低压换热介质分配在壳中。 其中一级压缩空气水冷却器和二级压缩空气水冷却器及油冷却器，三个器是并联设置。另外每个冷却器都有排气孔和排污孔。
2 空压机二级入口温度高及处理对策
2.1 通过降低设置压力，降低空压机二级入口温度
通过长时间观察发现，每次加载，从开始到结束，二级入口温度也是一直在上升。因此通过合理设置压缩空气的出口压力值，可以减少加载时间和加载次数，因此可以明显降低出口温度的上升。
2.2 经常清理入口滤网，降低空压机二级入口温度
经常清理入口滤网，可以明显降低空压机入口的进气阻力，减少加载时空压机的做功，减少了空压机的发热量，从而也降低空压机二级入口温度。
2.3 压机房环境温度高及处理措施
合理设计空压机房间进气与排气位置，使空压机房内的空气充分流动，防止局部区域无法通过对流散热。增大轴流抽风机功率，增强空压机房空气流通速度[5]。空压机房的玻璃窗改为百叶窗+防尘纱窗，提高通风能力并有效防尘。从而降低空压机房环境温度。打开空压机的隔声罩，增加局部对流风扇，提高散热率。实施这两种方法后，通过测算，压缩机吸气温度降低3.5℃。
2.4 空压机房水质差及处理措施
增加冷却水入口Y型滤网，提高入口冷却水质。空压机处于全厂闭式水的远端，通过观察视窗可以发现，水内有少量泥沙和铁锈，影响管热效果，为了有效去除杂质我们在每台空压机入口增加了一个入口滤网。采取措施后，每个月都可以从Y型滤网排出部分铁锈和泥沙[3]。
2.5 空压机冷却水量低于设计值及处理措施
改进冷却水管路水量分配，近邻空压机房是天然气增压站，站内有3台天然气增压机，其用水量是空压机十多倍，因此严重影响空压机的冷却水量分配，通过合理设置空压机取水口位置，增大分配冷却水量，降低空压机却器出口压缩空气温度，避免空压机和天然气增压机冷却器的相互影响，从而提高了空压机冷却效果。
2.6 空压机冷却器换热效率低及处理措施
定期清洗冷却器，无论是压缩空气冷却器还是油冷却器，在运行过程中，水侧的换热管管壁都积聚淤泥等杂物。定期对空压机的冷却器进行清洗，保证换热器的换热效果。根据运行情况总结，空压机运行温度超过90℃时就应该对冷却器进行清洗，或是在夏季来临前对冷却器进行清洗，保证夏秋高温季节冷却器的可靠运行[4]。
定期清洗冷却器，无论是压缩空气冷却器还是油冷却器。在運行过程中，污泥等杂物会堆积在水侧换热管的壁上。电厂维护人员可定期通过厂家提供的清洗药剂来清洗空压机冷却器，保证换热器的换热效果[5]。可以在电厂停机期间进行冷却器清洗，也可以观察进出冷却水温度，和压缩空气温度来判断冷却器是否需要清洗。电厂运行时可以通过空压机切换运行来停机清理。
3 结束语
通过对某品牌的空压机的结构分析可知，空压机本身设计并无大问题，频繁高温报警主要是因为外部运行条件没有达到设计值。通过有针对性的措施，很好的解决了空压机高温运行的问题。在后面的运行中避免了因为空压机高温跳机引起的全厂停机事故，显著提高了机组运行的稳定性和经济性。
参考文献：
[1]李文华，王红.喷油与无油螺杆压缩机的性能分析[J].机械设计与制造，2006，12：30-37.
[2]王晓璐.喷油螺杆空气压缩机油路特性探讨[J].纺织器材，2003，30：40-46.
[3]沈维道，蒋智敏，童钧耕，等.工程热力学（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2000.
[4]朱俊彦.空压机效率不同计算方法的分析比较[J].山西能源与节能，2002，4：30-36.
[5]王佑坤，朱荣东.空气压缩机变工况运行试验研究[J].石油矿场机械，2007，36（11）：32-35.
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